市政道路給排水管道中頂管施工技術(shù)的應(yīng)用分析

姚潤霞

社會不斷進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量不斷提升，只有加快城市建設(shè)，完善市政基礎(chǔ)設(shè)施，才能不斷滿足人們逐漸增長的物質(zhì)文化需要。而給排水管道就如同城市的動(dòng)脈一樣重要，所以，頂管技術(shù)在地下給排水方面的應(yīng)用也日漸廣泛。對比新的頂管技術(shù)，傳統(tǒng)的排水管道除了具有一定的局限性，還具有一定的問題和不足，因此，革新管道施工技術(shù)迫在眉睫。

目前，世界范圍內(nèi)，應(yīng)用最為廣泛的就是排水管道頂管施工技術(shù)。頂管技術(shù)在其它領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，但各個(gè)領(lǐng)域?qū)ζ鋺?yīng)用的方式不盡相同。雖然頂管施工技術(shù)的應(yīng)用形式不同，但都有著相同的設(shè)計(jì)思路。本文對排水管道頂管施工技術(shù)進(jìn)行分析討論，為日后的施工過程提供依據(jù)。

一、頂管技術(shù)的概述

目前頂管技術(shù)在市政管道施工中應(yīng)用比較廣泛，頂管技術(shù)也叫非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，區(qū)別于其它管道施工技術(shù)，頂管施工技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）在開展管道施工和鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)用頂管技術(shù)，不再需要人工將路面挖開，這樣將大幅度減少工作人員的勞動(dòng)量，與此同時(shí)，地面的植被和土地資源也受到了一定的保護(hù)。（2）如果遇到需要貫穿地面建筑及地下管道的工程，頂管技術(shù)可以鋪設(shè)、維修施工管道。（3）區(qū)別于傳統(tǒng)的開挖敷設(shè)施工，頂管技術(shù)會更明顯地縮短工程時(shí)間，以節(jié)約工程成本。（4）頂管技術(shù)的有效推廣和廣泛應(yīng)用，可以避免給排水工程給城市建筑帶來影響，從而達(dá)到降低污染、保護(hù)環(huán)境的目的。（5）頂管施工技術(shù)具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

二、頂管技術(shù)在給排水管道施工中的特點(diǎn)

1.對周圍環(huán)境基本無污染

在應(yīng)用頂管技術(shù)的過程中，不需要改變土層原本的結(jié)構(gòu)，也不需要開挖溝槽，所以在施工過程中，不會有灰塵的產(chǎn)生，而且噪音相對較小，這樣不僅不會對環(huán)境造成污染，也不會產(chǎn)生噪音等白色污染而影響周圍居民的生活。除此之外，這項(xiàng)技術(shù)的另一個(gè)明顯的優(yōu)勢就是在施工過程中，原有地下管線和地面建筑仍可以使用。

2.施工過程不需要挖掘

頂管技術(shù)又叫溝槽非開挖技術(shù)，顧名思義，這項(xiàng)技術(shù)在施工過程中，不需要開挖溝槽，這樣就縮短了施工時(shí)間，提高了工作效率。因?yàn)椴恍枰_挖溝槽，頂管施工技術(shù)在施工過程中，不會干擾地面交通的正常運(yùn)行。另外，頂管施工在無需地面建筑物拆遷的情況下，可以直接穿過土層進(jìn)行施工。這樣不僅降低了工程成本，也保護(hù)了施工環(huán)境。

3.施工面的點(diǎn)型分布特色

區(qū)別于頂管施工技術(shù)，傳統(tǒng)挖槽埋管的施工面是線性的，這樣會造成施工面積大，社會效益不理想，而頂管技術(shù)填補(bǔ)了傳統(tǒng)埋管技術(shù)的缺點(diǎn)，施工面轉(zhuǎn)為點(diǎn)型，這樣一來，有效地減少了工程占地面積，而且有效緩解我國土地資源緊張的局面。

三、給排水管道施工中頂管技術(shù)的施工過程

1.頂管施工前的準(zhǔn)備

（1）現(xiàn)場平面的總體布置：自動(dòng)控制室、起重設(shè)備、管片堆場、料具間、拌漿棚及拌漿材料堆場、棄土坑、注漿系統(tǒng)等。開始工作之前，井內(nèi)安裝頂管機(jī)、發(fā)射架、主推千斤頂、前頂鐵、反力架等設(shè)備，并且在井邊放置扶梯，供工作人員上下井使用。

（2）后靠土體及其進(jìn)出洞區(qū)域土體高壓旋噴，可以加固頂管機(jī)進(jìn)、出洞以確保頂管機(jī)出洞的安全性。為了確保不流失施工過程產(chǎn)生的觸變泥漿，進(jìn)一步防止頂管機(jī)進(jìn)出預(yù)留洞泥水流失，工作井需要安裝洞口止水設(shè)備。

（3）頂管施工技術(shù)又常被稱為頂進(jìn)法施工技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)憑借頂進(jìn)設(shè)備把開始預(yù)制的圓形或箱形管道逐漸頂入土層，最終構(gòu)成立體交叉涵洞或通道的施工策略。頂管技術(shù)施工時(shí)，首先確定管段位置，然后在這些管段之間設(shè)置接收井和工作井，其中，工作井內(nèi)安裝可以將導(dǎo)軌上的頂管機(jī)頭推入土體的推進(jìn)設(shè)備，并且由機(jī)頭做導(dǎo)向，將鋼筋混凝土管道向前頂進(jìn)，前面產(chǎn)生的土體，由工作井運(yùn)出，最終管道鋪設(shè)得以完成。

2.頂管施工技術(shù)需要選擇合適的頂進(jìn)管道型號和設(shè)備

（1）給排水頂管施工過程中頂管施工所用管節(jié)長度的選擇，對經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量控制具有十分重要的意義。水平方向進(jìn)行推頂工作時(shí)，想要取得優(yōu)良的施工效果，長管節(jié)頂管作用明顯，但是，管節(jié)越長越容易造成原定頂進(jìn)路線和實(shí)際頂進(jìn)路線之間的誤差，而且這種誤差一旦產(chǎn)生將很難修復(fù)；如果選擇較短的管節(jié)，施工過程中管節(jié)容易被推進(jìn)周圍土層，頂進(jìn)線路彎曲，沒有辦法控制頂管頂進(jìn)的質(zhì)量。所以，合理的頂管所用管節(jié)長度的選擇是頂管施工的基礎(chǔ)工作。通常情況下，管節(jié)長度可以根據(jù)管口直徑確定：管節(jié)直徑和管節(jié)長度的比值等于或低于1∶2時(shí)，優(yōu)先選擇較長管節(jié)；管節(jié)直徑和管節(jié)長度的比值等于1.5∶1時(shí)，優(yōu)先選取標(biāo)準(zhǔn)長度的管節(jié)；管節(jié)直徑和管節(jié)長度的比值大于或等于1∶1時(shí)，優(yōu)先選擇較短管節(jié)。

（2）確定管節(jié)直徑，需要根據(jù)具體工程性質(zhì)和施工需要來確定，管節(jié)的配筋、外徑及管壁厚度需要由管節(jié)所能承受的壓力來確定。在管道頂進(jìn)施工過程中，應(yīng)配合人工挖土。通常情況下，管節(jié)直徑的選擇應(yīng)大于800mm。給排水工程頂管技術(shù)的應(yīng)用過程中，工作井和接收井需要設(shè)置在管道分段之間，管道由頂進(jìn)設(shè)備逐漸頂進(jìn)土層中。作業(yè)井中安裝頂進(jìn)設(shè)備，將預(yù)制管節(jié)推入土層，多余土則由作業(yè)井推出，給排水管道敷設(shè)工作得以完成。

（3）頂管井施工中，頂管井主要分為接收井和工作井兩部分。鋼筋混凝土構(gòu)成頂管井的基本結(jié)構(gòu)，分為單排孔井和單孔井。單孔井一般為矩形、圓形及正方形，而單排孔井通常是矩形。頂管井中，圓形形狀的受力效果最好，較差的為單排孔井。接收井和作業(yè)井的配置通常需要根據(jù)管道敷設(shè)工程的具體情況進(jìn)行。

四、頂管技術(shù)施工要點(diǎn)

1.熟練通曉頂管技術(shù)的施工過程

穿墻施工。先將穿墻門板打開，從內(nèi)井中將工具頂出，在穿墻過程中，需要設(shè)置好止水設(shè)備。頂管穿墻能否做好，通常與以下要點(diǎn)有關(guān)系：（1）為了避免施工環(huán)境的水對管道施工造成影響，用強(qiáng)度稍低的水泥粘土拌合土和紙筋粘土將穿墻管道填封。（2）為了補(bǔ)充穿墻孔部位強(qiáng)度不足，穿墻施工之前，用水泥漿固定。（3）工具管的推入工作要快捷，防止穿墻過程中，防水設(shè)備的性能受到影響。（4）根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，對頂管技術(shù)施工過程中可能遇到的問題做好預(yù)測，相應(yīng)準(zhǔn)備好應(yīng)對措施。

頂管出洞。頂管出洞時(shí)：（1）下管工作之前對管子的外觀進(jìn)行觀察，避免有縱向縫隙和破損情況的出現(xiàn)。（2）管子的管壁應(yīng)該平整、光潔，無坑陷、鼓泡情況。（3）檢查后，用起重機(jī)將管子吊到工作坑的導(dǎo)軌上準(zhǔn)備工作，為了確保施工時(shí)沒有工作人員在工作坑內(nèi)和安全下管，需要對起重機(jī)進(jìn)行檢查和試吊。（4）管子頂進(jìn)之前，需要將第一節(jié)管道放在軌道上，并對管子的中心、前后端進(jìn)行精密測量以確保安全和合格。

注漿護(hù)壁。選擇較長的頂管進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)該在頂管的外周注一層觸變泥漿以保護(hù)頂管外壁，與此同時(shí)，這樣可以提高周圍土體的堅(jiān)實(shí)性和平整性，減小挺進(jìn)摩擦力，避免出現(xiàn)大面積沉降。

糾偏法。千斤頂糾偏的過程中，在檢查支頂牢固后方可進(jìn)行糾正。

2.合理設(shè)置頂管井

通常情況下，頂管井即工作井和接收井，結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如果工程地點(diǎn)的土質(zhì)較差，為了避免孔體破壞和頂管井塌方的情況出現(xiàn)，必須在井體內(nèi)部設(shè)置徑向外撐，以確保工程質(zhì)量。按照結(jié)構(gòu)差異，頂管井又分為單孔井和單排孔井。其中單孔井有正方形、矩形、圓形等結(jié)構(gòu)形式，而單排孔井通常是矩形的結(jié)構(gòu)，圓形結(jié)構(gòu)的承壓力更強(qiáng)，矩形承壓能力較小。在施工進(jìn)行的過程中，對頂管井類型的應(yīng)用需要根據(jù)地形的情況選擇。排水管道工程中，工作井和接收井的設(shè)置應(yīng)該以間隔的形式設(shè)置，間隔間距即為檢查井的間距，這樣設(shè)置之后，檢查井的位置就可以設(shè)定在工作井和接收井之內(nèi)。

五、結(jié)語

市政給排水管道施工過程中，對比傳統(tǒng)開挖技術(shù)，頂管技術(shù)的優(yōu)勢明顯。這樣從根本上就遏制了城市亂挖溝槽的現(xiàn)象。同時(shí)，頂管施工過程中，具有較低的工程成本，能夠帶來較高的社會效益，而且不會對施工周圍的環(huán)境造成影響，給施工地點(diǎn)造成較大的破壞，這項(xiàng)技術(shù)對城市給排水工程具有重大意義。

（作者單位：河南省三門峽市市政工程處）